中国的沼气产业现呈现规模和数量逐年递增的趋势,则其副产物（沼渣）也随之增多。由于人为因素和环境因素,沼气工程的原料及产物沼渣也会含有大量重金属。目前沼渣最常用的资源化方式是直接好氧堆肥,但是随着时间的推移,沼渣中重金属会逐渐累积到土壤并可通过食物链不断在生物体内富集,最终会危害人体健康。此外,重金属对生态系统的危害不仅仅由其总量决定,其化学形态的含量也起到了决定性作用。不同的重金属形态可表现出不同的环境污染效应,也直接影响到重金属的生物可利用性、毒性及其在环境中的化学活性。因此根据研究现状,本文开展了针对重金属在生物质厌氧发酵体系中形态分布与转化的相关研究。主要的研究结果如下:（1）考察了六种重金属（Zn、Cu、Ni、Cd、Pb、As）的总含量在四种不同原料及其反应后所得沼渣沼液的整体分布情况。结果表明四种原料中,六种重金属在畜禽类粪便中含量相对较高,尤其是猪粪和鸡粪,而秸秆中相对较低;在四种原料中,Zn、Cu含量远高于其他四种重金属,其中猪粪中Zn、Cu、Ni含量最高,鸡粪中Cd和As含量最高,Pb在牛粪中含量最高;六种重金属在四种不同原料经过厌氧发酵反应后,原料中大部分重金属存留于沼渣中,少量释放于沼液之中;（2）考察了六种重金属（Zn、Cu、Ni、Cd、Pb、As）的总含量在以四种不同原料为底物的厌氧发酵过程中四种形态（酸溶态、可还原态、可氧化态、残渣态）含量及其迁移率的分布及转化情况,结果表明六种重金属在四种不同原料及沼渣中最主要形态的百分比差异较小。猪粪、鸡粪、牛粪中Zn的酸溶态通过厌氧发酵反应后都有所增加,其中鸡粪增幅最大;猪粪和鸡粪中Cu的可氧化态含量百分比经过厌氧发酵反应后有所增加;Ni的酸溶态在四种反应体系中均降低,其中鸡粪幅度最大;Cd的酸溶态含量占比在此过程中均有所增长而其可氧化态均有所降低;As的可还原态均有不同程度降低,其中牛粪下降幅度最大。四种原料经过厌氧发酵后Pb的可氧化态和残渣态占比均有所增加;对比发现厌氧发酵反应过程对鸡粪、猪粪中重金属的形态分布影响较大,对于牛粪、秸秆的影响相对较小;六种重金属的迁移率在以四种原料为底物的厌氧发酵反应前后的变化率规律:鸡粪>猪粪>牛粪>秸秆;（3）考察了在以猪粪为原料的厌氧发酵反应的整个过程中,六种重金属的总含量在沼渣沼液的分布和变化情况、沼渣中六种重金属的各形态含量和迁移率的变化情况以及底物组分及CH₄日产气率与六种重金属总量及各形态转化的相关性分析。结果表明在沼渣中六种重金属总量会逐渐增加,而沼液中会逐渐减少,主要因为随着反应的进行,液相中重金属会渐渐吸附在固体表面或胶团上形成沉淀进入沼渣,所以沼液中重金属含量会降低。六种重金属各个形态含量及迁移率皆在甲烷日产气量最高（第5-8天）附近时的变化幅度最大,则可推测重金属形态转化及分布在厌氧发酵体系中与其所含有机质含量和微生物菌群种类及数量有关;反应后阶段形态转化较少,趋于平衡。六种重金属的迁移率在厌氧发酵过程中,除Pb之外,其余五种重金属的迁移率在厌氧发酵反应后依旧很高,其中Zn和Cd这两种重金属迁移率有所增大,而Cu、As、Pb和Ni有所降低。对比迁移率在整个过程的变化情况,Zn、Ni、Pb的变化率相对较大;底物组分及CH₄日产气率与六种重金属总量及各形态转化具有不同程度的显著相关性,其中CH₄日产气率整体与重金属形态的显著相关性最弱。